核电厂安全重要部件老化机理分析方法探讨

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 核电厂安全重要部件老化机理分析 方法探讨 摘要 随着核电厂运行时间的不 断增加，核电厂部件会发生各种各样的 老化降质。根据老化降质类型的不同及 发生的位置不同，所导致的后果或轻或 重，严重时危及核电厂的安全。因此在 老化降质未发生之前，开展老化机理分 析工作显得尤为重要。在国际原子能机 构开发的导则中，也已经将老化机理分 析列为各项工作的核心。本文提供了一 种相对统一的老化机理分析分析方法， 可使得电厂的机理分析工作更加规范化 和系统化。 中国论文网 /3/view-12938303.htm 关键词 核电厂部件老化机理分 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 析方法 随着核电厂运行时间的不断增加， 材料发生各种各样的变化，包括物理变 化引起的形状、尺寸、结构的改变，也 包括化学变化所导致的材料损失；这些 变化最终使得系统设备性能的退化，也 即老化降质。根据老化降质类型的不同 及发生的位置不同，其发生的效应的速 度或快或慢，所导致的后果或轻或重， 严重时危及核电厂的安全。为应对老化 降质对核电安全所带来的威胁，从美国 等核电发展较早的国家开始，已经积累 了较为丰富的实践经验，其中很多被用 作标准被核电管理者实践依据。在国际 原子能机构开发的导则中，也已经将老 化机理分析列为各项工作的核心。 一、老化机理分析原则 核电厂需开展老化管理工作的设 备众多，设备用材、制造工艺等也各有 差异，这些都可能导致老化降质过程的 差异性，尽管要求在机理分析过程中通 过各种知识和信息清楚的认识并理解这 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 些机理，但对千差万别的各种因素很难 保障其分析方法和分析过程的完全一致 性。为了保障机理分析工作在能提供足 够有用的信息的同时，又能对机理分析 工作给出足够的自由度，以便于有针对 性的合理采取方法进行机理分析，可采 用以下机理分析原则：机理分析必须充 分结合材料的基本属性和各种经验反馈 信息，经验反馈信息包括 NUREG-1801 报告、电厂国内外经验反馈等。这些信 息的利用办法是将经验反馈中材料、环 境、机理与电厂的材料、环境以及相关 机理进行对比，进而分析各机理发生的 可能性。 二、机理分析的实施方法 （一）机械类设备的老化机理分 析 机械类设备主要是反应堆主回路 冷却剂系统、专设安全设施系统、辅助 系统、蒸汽和动力转换系统等系统设备 和经验反馈认为老化管理重要性程度高 的设备。这些设备的老化降质将直接危 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 及核电厂安全或对电厂的生产效益造成 重大影响，因此，必须针对这些设备进 行详细的机理分析，以便于以此为基础 开展有关该设备的各种老化管理工作。 C 械类设备的机理分析按如下步骤开 展： 1.理解设备的设计。在设计阶段， 设备设计所遵循的标准、设备的设计功 能、设备的选材、设备的结构特点、设 备的运行限值已经确定下来，这些因素 一定程度地决定了设备发生各种老化降 质机理的可能性，因此，对设备设计特 性的理解是开展详细的机理分析的基础。 对设备设计的理解须重点关注并明确如 下内容：设备设计所遵循的标准；设备 包含的部件及各部件选用的材料；设备 的主要参数、设备主要部件的结构参数； 设备的设计运行条件、设备的实际运行 条件；设备制造过程的不符合项及不符 合项的处理工艺。 2.设备的机理分析。各部件的机 理分析包括分析材料的固有特性和经验 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 反馈该材料的老化降质特性。在核电厂 的设计阶段，为提高材料的抗老化性能， 已经在选材及材料的加工制造上作了充 分的考虑，这些考虑是基于设计时期的 认识而作出的，尽管如此，仍然不能避 免材料的老化降质的发生，为深入地分 析这些机理，需要分别从材料的固有特 性和经验反馈两个方面进行考虑，机理 分析需从部件名称，部件材料，实际运 行环境中的温度、压力、水质、辐照环 境等方面进行分析。 （1）老化机理分析需要从设计 的角度人手考虑材料的固有特性。任何 材料本身不可能不发生老化降质，这是 所有材料的必然属性，而材料的降质速 度和降质规律则是通过试验或实践经验 总结出来，这些规律在设计之前已经总 结出来并形成行业规范或标准，作为设 计的基础。在对部件的老化机理进行分 析时，需要理解认识材料的这些固有特 性，这些固有特性是设计阶段在设计上 对材料行为特性的预期，也是进一步开 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 展老化机理分析工作的基础。材料的固 有特性需要考虑的内容包括：设计选材 所采用的标准上对该材料特性的规定、 材料的主要加工工艺对设备结构材料老 化行为特性的影响。在考虑这些内容时， 依据已经掌握的材料，进行分析，可繁 可简，能反映主要的老化特性即可。在 这一阶段，分析出的主要是材料的潜在 老化降质机理。 （2）从经验反馈信息分析设备 的老化机理。尽管在设计阶段对材料的 老化降质有较充分的考虑，但由于运行 环境控制的差异，以及材料属性的少量 不确定性，材料是否发生特定的潜在的 老化机理，需要通过经验反馈信息加以 验证，因此，对经验反馈信息进行分析， 并辅助第一步中总结的规律，列出设备 的各项老化降质机理。在列出各种降质 机理时，还必须注明设备的降质机理的 发生位置。可供参考的经验反馈信息包 括 NUREG-1801 和国内外相同电厂或类 似电厂发生的经验反馈信息。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 （二）构筑物的老化机理分析 构筑物结构复杂，不仅包含金属 部件，还包含非金属部件，其不同部件 的材料属性相差较大，因此，在对构筑 物进行机理分析时，需按部件分开进行 机理分析，这些部件包括混凝土、加强 钢筋、贯穿件、预应力系统部件、衬里、 防水层、密封垫圈等，具体到每个部件， 其老化机理分析方法与机械类设备的分 析方法相同，不再重复说明。 1.电气设备的老化机理分析。电 气类设备的范围包括大型电气机械设备， 如柴油机、发电机等电气类设备，还包 括电缆等。由于不同设备的结构特点不 同，其机理分析的方法也会略有不同， 以下分几类分别说明： 2.大型电气设备的老化机理分析。 对于大型电气设备，如柴油机、发电机 等，其老化机理分析方法与机械类设备 相同。以下仅对电气仪控类原件的老化 机理分析方法和电缆的老化机理分析方 法进行规定。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 3.电缆的老化机理分析。与电气 仪控类元件相似，核电厂的电缆种类和 数量繁多，但电缆材料和电缆的服役环 境则仅可简单的分为几类、同种类型的 电缆的老化机理基本相同，因此，电缆 的老化机理分析可分为电缆分类、电缆 环境识别、电缆老化机理分析、电缆老 化机理分析报告编写几步，具体如下： （1）电缆分类。由于本文仅针 对 1E 级电缆进行老化机理分析，因此， 所涉及的分类是对 1E 级电缆进行分类。 在进行电缆分类前，需根据电厂提供的 设计资料整理出电厂的 1E 级电缆，并 列出 1E 级电缆的范围，在此基础之上， 按照电缆用途的差别，本文将电分为高 压电缆、中压电缆、低压电缆和仪控电 缆。 （2）电缆属性。根据电缆材料 与环境，识别出不同电缆的材料和环境， 填写“电缆材料 ”和“电缆服役环境”，同 时，充分理解材料的基本属性。